变压器基础知识培训讲义

变压器基础培训讲义

一、 变压器的基本知识与原理

1. 变压器是借助于电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。

2. 变压器的电压比Ku=U1/U2=E1/E2=N1/N2，其中U1为一次侧交流电压，U2为二次测交流电压，E1为自感电动势，E2为互感电动势，N1为一次侧绕组匝数，N2为二次侧绕组匝数。 3. 变压器型号标识方式及意义

4. 变压器连接组别：电压的相位关系有两类：一类是一相中不同侧绕组的电压相位关系；另一类是同侧各相间的电压相位关系。变压器高、中和低压绕组的结线方式组合在一起就是结线组合。一相中不同侧绕组的电压相位关系有两种：相位移为0°和180°；同侧各相间的电压相位关系有三种：相电压相位移120°，线电压相位移120°，线、相电压可有相位移30°；目前变压器的常用接法有Y与D两种，配电变压器也有采用Z接法的；常用的结线组合：对于双绕组三相变压器有Yy、Yd和Yz；对于三绕组三相变压器有Yyd、Yyy、Yad和Yay等。

5. 变压器的基本结构包含五大部分，即铁心、绕组、油箱、器身和附件。 6. 变压器的用途和分类

6.1 变压器按用途可分为电力变压器和电炉变压器、整流变压器、工频试验变压器、矿用变压器、电抗器、调压变压器、互感器等其他特种变压器。

6.2 变压器按容量可分为中小型变压器、大型变压器和特大型变压器。其中中小型变压器电压在35kV及以下，容量在10～6300kVA；大型变压器电压在63～110kV，容量在6300～63000kVA；特大型变压器电压在220kV及以上，容量在31500～

360000kVA（及以上）。

6.3 变压器按相数可分为单相变压器和三相变压器。

6.4 变压器按绕组数量可分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦电力变压器。 6.5 变压器按调压方式可分为无载调压变压器和有载调压变压器。

6.6 变压器按冷却介质可分为油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器、充胶式变压器和填砂式变压器等。

6.7 变压器按冷却方式可分为油浸自冷式变压器、油浸风冷式变压器、油浸强迫油循环风冷却式变压器、油浸强迫油循环水冷却式变压器和干式变压器。 6.8 变压器按铁心结构可分为心式变压器和壳式变压器。

7 电力变压器可分为发电机变压器、输电变压器、联络变压器和配电变压器。 7.1 发电机变压器是把发电机发出的电压升高，以便远距离输送电能。 7.2 输电变压器把输来的高压电能降到合适的电压或由联络变压器与其他电网相联。

8 配电变压器将电能直接送给用户。 9 变压器绝缘

10 变压器的寿命取决于绝缘的老化，而绝缘的老化又取决于运行的温度。一般变压器寿命为30年。 11 电力变压器国家标准 11.1 11.2 11.3

GB 1094.1 《电力变压器 第1部分 总则》 GB 1094.2 《电力变压器 第2部分 温升》

GB 1094.3 《电力变压器 第3部分 绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气

间隙》 11.4 11.5

GB 1094.5 《电力变压器 第5部分 承受短路的能力》 GB/T 6451 《油浸式电力变压器技术参数和要求》

二、 变压器制造用主要设备

1. 西电常变公司目前一共有五大车间，分别为钣焊车间、冲剪车间、线圈车间、装配车间、特高压车间。

2. 钣焊车间主要生产设备有电焊机（直流焊机、交流焊机、气体保护焊机、埋弧焊机、自动焊接小车）、800吨折边机、喷丸室、喷漆室等。

3. 冲剪车间主要生产设备有纵剪线、横剪线（乔格线、启源线、阿尔斯通线）。 4. 线圈车间绝缘部分主要生产设备有3600吨热压机、数控加工中心、4.5m剪板机、纸筒粘合机、带锯、钻床、铣床等；线圈部分主要生产设备有立式绕线机、卧式绕线机、线圈翻身架、300吨压紧机、100吨压紧机、真空干燥罐等。

5. 装配车间主要生产设备有铁心叠装台、器身装配架、气相干燥罐、保温烘房、移动式真空泵、真空滤油机、干燥空气发生器、架空储油柜等。

6. 特高压车间主要生产设备有40吨立式绕线机、35吨卧式绕线机、线圈翻身装置、线圈组装架、高频焊机、变压法真空干燥设备、400吨铁心叠装台、器身装配架、气相干燥罐、移动式真空泵、真空滤油机、180油处理系统等。 三、 变压器制造

油浸式电力变压器主要组成部分：

器身：铁心，绕组，引线和绝缘

油箱：油箱本体（箱盖、箱壁和箱底或上、下节油箱），油箱附件（放油阀门、油样活门、小车、接地螺栓、铭牌等）

调压装置：无励磁分接开关或有载开关 冷却装置：散热器或冷却器

保护装置：储油柜，油位计，压力释放阀，测温元件，气体继电器等

出线装置：高、中、低压套管，电缆出线等

1、 铁心

1.1 铁心是变压器的磁路部分，主要作用是导磁，由磁导率很高的冷轧电工钢片（硅钢片）制成，形成主磁通的闭合回路。

铁心是变压器的内部骨架，它套装各个绕组，支撑着引线、木件、分接开关和其它一些组件。

变压器铁心主要性能指标和电气要求：空载损耗、空载电流、噪音和铁心绝缘。

绝大多数铁心是心式叠积铁心。 1.2 叠装铁心时，对中小容量的变压器一般采用2片一叠；对大容量变压器采用3片一叠较普通。

叠装式铁心有直接缝和斜接缝两种。目前我厂有三种不同的铁心叠片形式：全斜接、6/8斜接缝，四框式全斜接，其中6/8斜接缝，四框式全斜接材料利用

率最高。

1.3 铁心组成部分：

铁心本体：导磁体，由电工钢片制成

紧固件：夹件、螺杆、玻璃绑扎带、钢绑扎带和垫块等 绝缘体：夹件绝缘、绝缘管和绝缘垫、接地片和垫脚等 1.4 硅钢片厚度偏差为 ±10%。硅钢片中的损耗与含硅量、厚薄、轧制方向有关，冷轧硅钢片的厚度比热轧硅钢片的漏流损耗的影响大，因此冷轧硅钢片的厚度应薄好。硅钢片剪切时要对剪切刀具进行管理以控制毛刺，硅钢片剪切若毛刺超过允许值要调整刀的间隙或更换剪刀。当硅钢片毛刺超差时要进行适当处理，而不能随意扔掉。硅钢片的毛刺会造成叠片表面短路，由此引起空载损耗增加。 1.5 目前我厂使用的硅钢片防锈处理应在纵剪和预叠工序后进行，漆膜厚度为3μm。

铁心表面允许有被漆膜覆盖的锈迹，其面积小于可见部分的9%。硅钢片进行防锈处理后要用薄膜覆盖，进行防尘处理。

硅钢片进行表面处理时3米内严禁烟火。硅钢片表面处理剂未硬化前，不得移动硅钢片。

1.6 东芝技术铁心叠片采用的是按重量控制，尺寸不足可用纸板调整。

铁心叠装时可用绝缘纸板调整拉板间的尺寸。

铁心叠装后，在铁心剪切口表面准确涂刷防锈液，还可以降低铁心噪音。 铁心叠片时，铁柱片和铁轭片的对接处不能重叠，重叠时要分解后重新叠片。 所有的零部件均不能直接放在地上，需用纸板或薄膜等衬垫，对于夹件、上梁、垫脚等铁制件用前须清理干净。

1.7 铁心柱简易绑扎方法是用PG环氧带绑扎，用0.5的绝缘纸板作保护，用收紧装置收紧，接头处用电吹风固化,最后用电熨斗固化搭头。 1.8 铁轭拉带的绑扎过程：

1.8.1 按图纸在铁轭上放置好拉带垫块及保护绝缘并用收紧带固定； 1.8.2 放上拉带、拉带轴、拉带轴绝缘；

1.8.3 按图纸规定的收紧力，利用铁轭收紧液压工具进行收紧；

1.8.4 拧紧拉带轴装配的所有螺母，取下液压工具并在各螺母上做好拧紧标记。 1.8.5 用φ5热缩管将拉带轴绝缘扎紧。

1.9 铁轭拉带绕制时要压紧，防止因拉带皱纹、松弛而导致绑带切断。

PG带使用前要确认其有效期是否还有1个月。

按东芝技术，铁轭绑扎是将铁轭和夹件用PG带捆扎在一起。 1.10 220KV产品（五心柱）铁心油道是在油道片上铆接油道扣。

110KV产品（三心柱）铁心油道是在油道片上粘接绝缘纸板。

1.11 铁心绝缘是检查铁心-拉板、铁心-夹件以及铁心油道间的绝缘电阻。

用500V摇表测量铁心油道间的绝缘电阻，其阻值应在0.1MΩ以上。 1.12 变压器在运行中会有”嗡嗡”的响声,这就是噪音.它主要是由铁心中铁心片的磁致收缩产生的.它还和铁心夹紧力、铁心片接缝的大小有关。

硅钢片的性能好坏一般用磁性能和损耗表示.B表示铁芯中的磁通密度,允许使用的B值越高,硅钢片的性能越好.P表示损耗.P值越小越好。

在变压器的一个绕组通以很小的励磁电流在铁心中可产生很大的磁通，感应出所需要的电势。

2.线圈部分

2.1变压器线圈俗称为“绕组”，它构成变压器的内部电路，它与外界的电网直接相联，是变压器中最重要的部件，常把绕组比作变压器的“心脏”。 2.2 绕组的匝数该变可以改变电压。当绕组与铁心套装在一起时，既组成变压器本身，又构成电磁感应系统，可以得到所需的各种电压和电流。变压器绕组是由导线绕制而成的。导线有铜导线和铝导线，每层导线之间覆盖不同类型的绝缘层，即导线直接与各种绝缘层组合成一个整体，这些绝缘层的作用是构成绕组的匝绝缘。

2.3 根据绕组结构和绕制特点，绕组大体上可分为圆筒式（或层式）绕组和饼式绕组两大类，其中饼式绕组又分为连续式绕组、纠结式绕组和螺旋式绕组等。 各种结构型式绕组的特点如下：

2.3.1 层式绕组：同心式绕组最简单形式。工艺性能好，便于绕制，层间油道散

热效率高，但端部支撑的稳定性较差。

2.3.2 连续式绕组：能在很大范围内适应容量和电压的要求，机械强度高，但是

比较费工。线段数通常为偶数，断间用油道或纸圈交错隔开，两端有油道和绝缘圈。

2.3.3 内屏连续式绕组：这种结构的线圈是在线段中加入屏蔽线以增加其纵向电

容，改善冲击分布，该屏蔽线不通过工作电流。纵向电容的大小系通过调整每个线段的屏蔽线匝和跨接段数来实现，通常在线圈首端采用插入电容结构，其余为连续式，两者结合起来为内屏连续式线圈。

2.3.4 纠结连续式绕组：这种线圈是由纠结线段和连续线段两部分组成，即在线

圈的首端几个双饼线段采用纠结结构，其余为连续式，另外还有采用部分或全部纠结结构的线圈。

2.3.5 纠结式绕组：与连续式相似，单焊头较多。线匝由1根导线组成时，用2

根导线并绕；由2根导线组成时，用4根导线并绕。为增大绕组匝间电容，改善在冲击电压作用下的起始电压分布，绕组不是一次排列，而是交叉纠结相连接。

2.3.6 螺旋式绕组：外形与连续式相似，其一匝相当于连续式的一段（单螺旋式）、

二段（双螺旋式）、四段（四螺旋式）。绕制简便，但由于绕组高度的限制，

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